專利名稱：從牲畜骨中提取低分子量膠原蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水解膠原蛋白領(lǐng)域，特別涉及從牲畜(包括豬、牛、馬、羊)骨中提取低分子量膠原蛋白的方法，該低分子量膠原蛋白可用于食品、藥品、化妝品和保健品中。
背景技術(shù)：
低分子量膠原蛋白又可以稱為水解膠原蛋白，是膠原經(jīng)過(guò)降解、變性后的產(chǎn)物，分子量為500 20000g/mol。近年來(lái)隨著人們生活水平的提高，市場(chǎng)上種類繁多的蛋白粉日益進(jìn)入百姓的日常生活中。這些蛋白粉分別來(lái)源于植物及動(dòng)物體。植物蛋白的種類和相對(duì)數(shù)量與人體的要求有一定差距，如植物蛋白中缺乏免疫球蛋白，谷類中則相對(duì)缺乏賴氨酸等等。另外，植物蛋白質(zhì)的外周有纖維薄膜的包裹，消化吸收要困難一些。動(dòng)物蛋白由于來(lái)自動(dòng)物體本身，其蛋白質(zhì)的種類和結(jié)構(gòu)更加接近人體的蛋白結(jié)構(gòu)和數(shù)量，因此，近年來(lái)以動(dòng)物蛋白制備得到的膠原蛋白作為營(yíng)養(yǎng)品和食品得到了消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。

低分子量膠原蛋白的制備方法主要有三種酸水解法、堿水解法和酶水解法。酸法和堿法通常是采用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿使膠原降解，這兩種方法的缺點(diǎn)是水解時(shí)間長(zhǎng)，氨基酸會(huì)遭到不同程度的破壞。如酸水解產(chǎn)物中天冬酰胺和谷氨酰胺分別被水解為天冬氨酸和谷氨酸，色氨酸則被完全破壞，絲氨酸和蘇氨酸被部分水解。而堿法水解導(dǎo)致膠原中的絲氨酸、蘇氨酸、精氨酸以及半胱氨酸都遭到破壞，其它氨基酸外消旋化，從而使產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低。酶水解法的反應(yīng)條件比較溫和，氨基酸基本不被破壞，在營(yíng)養(yǎng)成分的保留上具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前，市場(chǎng)上銷售的水解膠原蛋白產(chǎn)品大部分是采用酶解法制備的。CN200910241882. X公開(kāi)了一種可溶性膠原蛋白的制備方法，采用酶降解透過(guò)率為雙90的高檔骨明膠制備可溶性膠原蛋白，產(chǎn)品的分子量分布可以通過(guò)控制酶解的條件得到有效的控制，產(chǎn)品可以作為食品添加劑、保健品和化妝品應(yīng)用。該方法能夠制備得到純度較高的產(chǎn)品，但由于雙90明膠的產(chǎn)量有限而且價(jià)格較高，限制了生產(chǎn)規(guī)模。CN200810073573.1公開(kāi)了一種動(dòng)物水解蛋白的制備方法，動(dòng)物蛋白的來(lái)源主要是牛肉和鱷魚肉及蛋蛋白，通過(guò)酶降解的方法得到水解液，再經(jīng)過(guò)濃縮和噴霧干燥的方法制備水解蛋白。與采用動(dòng)物肉制備水解膠原蛋白相比，利用骨料制備膠原蛋白存在如下優(yōu)勢(shì)(I)原料價(jià)格便宜，產(chǎn)品成本低；(2)產(chǎn)品中羥脯氨酸的含量高，羥脯氨酸屬骨架型氨基酸，是皮膚保持彈性的關(guān)鍵組分。CN94100964. 5公開(kāi)了一種從動(dòng)物骨骼中提取酶水解蛋白質(zhì)方法，采用堿性蛋白酶或胰酶，應(yīng)用高壓蒸煮、酶水解反應(yīng)、冷凍干燥工序提取水解蛋白，該方法酶解反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10 12小時(shí)，通過(guò)離心機(jī)分離得到水解液，再通過(guò)冷凍干燥的方法得到水解蛋白產(chǎn)品。該方法中由于采用的骨塊原料粒度較大，酶解時(shí)間長(zhǎng)，容易導(dǎo)致產(chǎn)品的分子量分布過(guò)寬，而且后處理方式比較粗糙，產(chǎn)品中的無(wú)機(jī)鹽成分得不到有效的去除，影響了產(chǎn)品的純度，從而限制了它的應(yīng)用。
CN200610018322. 4公開(kāi)了一種復(fù)合酶水解雞骨泥生產(chǎn)富含高鈣的動(dòng)物水解蛋白的新工藝。將雞骨進(jìn)行超微粉碎，制成骨泥，配制雞骨泥懸浮液，在80 100°C下加熱預(yù)處理20 30分鐘，冷卻至酶反應(yīng)的最適溫度，調(diào)整pH，加入復(fù)合酶，酶解一定的時(shí)間后進(jìn)行殺酶處理，然后通過(guò)離心的方法分離出水解液，噴霧干燥得到含鈣的短肽和游離氨基酸。與牲畜骨相比，雞骨的來(lái)源不如牲畜骨廣泛。目前為明膠生產(chǎn)企業(yè)提供原料的骨粒廠在生產(chǎn)過(guò)程中有大量的骨沫產(chǎn)生，這些骨沫與骨料具有相同的成分，但由于粒度太細(xì)無(wú)法用于明膠制備。如果能夠?qū)⑦@部分骨沫得到有效的利用將會(huì)在一定程度上提高骨的使用價(jià)值。直接從骨粒廠購(gòu)買骨粒，粉碎后制備膠原蛋白也是不錯(cuò)的選擇，由于膠原一步降解為低分子量水解蛋白，省去了制備明膠的中間控制步驟，生產(chǎn)成本得到了有效的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用牲畜骨為原料，對(duì)骨粒廠的下腳料-骨沫進(jìn)行高值化的應(yīng)用，從而提供一種從牲畜骨中提取高純度的低分子量膠原蛋白的方法。本發(fā)明是以牲畜骨為原料，采用系列后處理工藝去除酶解并進(jìn)行殺酶處理后得到的蛋白液中的固體殘?jiān)翱扇苄詿o(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，從而得到高純度的低分子量(分子量為1000 5000g/mol)膠原蛋白。本發(fā)明采用豬、牛、馬等牲畜骨為原料，利用粉碎機(jī)研磨成粒徑為O. 5 IOOOym的骨粉，通過(guò)酶降解的方法制備低分子量膠原蛋白。包括以下步驟(I)將原料脫脂后的牲畜的骨骼粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 2 5;(2)向步驟⑴得到的骨泥漿中加入無(wú)機(jī)酸，使骨泥漿的pH為2.5 5之間，反應(yīng)
O.5 5小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5以上；(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 2 5;根據(jù)所要加入的蛋白酶的種類調(diào)節(jié)骨泥漿的pH值，當(dāng)所需骨泥漿的pH值為酸性范圍時(shí)，向骨泥漿中加入無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸；當(dāng)所需骨泥漿的pH值為堿性范圍時(shí)，向骨泥漿中加入無(wú)機(jī)堿的水溶液；當(dāng)所需骨泥漿的PH為中性范圍時(shí)，則無(wú)需調(diào)節(jié)骨泥漿的pH ；(4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿，當(dāng)溫度達(dá)到所要加入的蛋白酶的酶解所需的溫度時(shí)，加入蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)，酶解反應(yīng)的時(shí)間為O. 5 5小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料至殺酶溫度(一般為80 90°C )進(jìn)行殺酶處理(一般進(jìn)行殺酶處理的時(shí)間為5 20分鐘)；或根據(jù)所加入的蛋白酶的滅活性質(zhì)，調(diào)節(jié)步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的pH至酶滅活所需的PH進(jìn)行殺酶處理；當(dāng)需調(diào)整至堿性時(shí)，可向反應(yīng)混合漿料中加入無(wú)機(jī)堿的水溶液；(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為60 80°C，保溫O. 5 3小時(shí)；加入無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)堿的水溶液調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5，反應(yīng)完畢后，過(guò)濾，去除蛋白液中的固體殘?jiān)翱扇苄詿o(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；
(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行干燥處理(可采用冷凍干燥或者噴霧干燥)，得到低分子量膠原蛋白粉；優(yōu)選得到水分含量低于6%的低分子量膠原蛋白粉。所述的骨骼的形狀可以是骨塊、骨?；蛘吖欠勰?。所述的無(wú)機(jī)酸選自磷酸、鹽酸、硫酸中的一種。所述的有機(jī)酸是冰醋酸等。所述的無(wú)機(jī)堿選自氫氧化鈉、氫氧化鈣或石灰。所述的過(guò)濾，是將蛋白液經(jīng)過(guò)陰離子交換樹脂柱和陽(yáng)離子交換樹脂柱；優(yōu)選方案是先用過(guò)濾介質(zhì)(如濾布、濾紙或棉餅)分離出蛋白液中的固體殘?jiān)?，所得液體再經(jīng)過(guò)陰離子交換樹脂柱和陽(yáng)離子交換樹脂柱去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)。所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂。所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂。步驟(4)所述的加入蛋白酶進(jìn)行反應(yīng)，其蛋白酶的加入量為骨泥漿重量的O. 05 5%0。所述的蛋白酶選自胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶等中的一種。

本發(fā)明的從牲畜骨中提取低分子量膠原蛋白的方法簡(jiǎn)單，可對(duì)骨粒廠的下腳料-骨沫進(jìn)行高值化的應(yīng)用，所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為1000 5000g/mo I，灰分低于1. 5 %，可用于食品、藥品、化妝品和保健品中。在本發(fā)明中，酶解并進(jìn)行殺酶處理后，再將得到的蛋白液的溫度調(diào)節(jié)為60 80°C，可增加產(chǎn)量。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1.(I)將原料脫脂后的牛骨的骨粒經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 3;(2)向步驟⑴得到的骨泥漿中加入鹽酸，使骨泥漿的pH為2. 5，反應(yīng)I小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5. O ;(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 3;根據(jù)所要加入的胃蛋白酶，向骨泥漿中加入冰醋酸溶液調(diào)節(jié)骨泥漿的pH為 2.5 ;(4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿的溫度至50°C，加入為骨泥漿重量5%。的胃蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)5小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的胃蛋白酶的滅活性質(zhì)，加入氫氧化鈉的水溶液調(diào)整反應(yīng)混合漿料的PH為8. 0，保持20分鐘進(jìn)行殺酶處理；(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為70°C，保溫3小時(shí)；加入磷酸調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后,用濾布過(guò)濾,去除蛋白液中的固體殘?jiān)?，所得液體再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂；
所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201 X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂；(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥或者噴霧干燥處理，得到水分含量低于6 %的低分子量膠原蛋白粉。所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為5000g/mol，灰分低于1. 5%。實(shí)施例2.(I)將原料脫脂后的豬骨的骨粒經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 5;(2)向步驟⑴得到的骨泥漿中加入硫酸，使骨泥漿的pH為4.0，反應(yīng)I小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5. 7 ;(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 4;根據(jù)所要加入的木瓜蛋白酶，向骨泥漿中加入氫氧化鈉的水溶液調(diào)節(jié)骨泥漿的PH為6. O ;(4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿的溫度至60°C，加入為骨泥漿重量O. 5%。的木瓜蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)2小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的木瓜蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的溫度為90°C進(jìn)行殺酶處理10分鐘；

(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為70°C，保溫I小時(shí)；加入磷酸調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后,用濾布過(guò)濾,去除蛋白液中的固體殘?jiān)?，所得液體再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂；所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201 X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂；(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥或者噴霧干燥處理，得到水分含量低于6 %的低分子量膠原蛋白粉。所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為4500g/mol，灰分低于1. 5%。實(shí)施例3.(I)將原料脫脂后的羊骨的骨粒經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 3;(2)向步驟⑴得到的骨泥漿中加入鹽酸，使骨泥漿的pH為2. 5，反應(yīng)5小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5. O ;(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 3;根據(jù)所要加入的菠蘿蛋白酶，向骨泥漿中加入氫氧化鈉的水溶液調(diào)節(jié)骨泥漿的PH為6. O ;(4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿的溫度至55°C，加入為骨泥漿重量O. 05%。的菠蘿蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)3小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的菠蘿蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的溫度為90°C進(jìn)行殺酶處理5分鐘；(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為70°C，保溫2小時(shí)；加入磷酸調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后,用濾布過(guò)濾,去除蛋白液中的固體殘?jiān)?，所得液體再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂；所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201 X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂；(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥或者噴霧干燥處理，得到水分含量低于6 %的低分子量膠原蛋白粉。所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為4000g/mol，灰分低于1. 5%。實(shí)施例4.
(I)將原料脫脂后的牛骨的骨粒經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 2;(2)向步驟(I)得到的骨泥漿中加入磷酸，使骨泥漿的pH為4. O,反應(yīng)I小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5. O ;(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 3;根據(jù)所要加入的中性蛋白酶，向骨泥漿中加入石灰的水溶液調(diào)節(jié)骨泥漿的PH 為 6. O ;(4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿的溫度至60°C，加入為骨泥漿重量2%。的中性蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)2小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的中性蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的溫度為80°C進(jìn)行殺酶處理10分鐘；(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為80°C，保溫O. 5小時(shí)；加入磷酸調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后,用濾布過(guò)濾,去除蛋白液中的固體殘?jiān)靡后w再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂；所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201 X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂；(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥或者噴霧干燥處理，得到水分含量低于6 %的低分子量膠原蛋白粉。所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為3500g/mol，灰分低于1. 5%。實(shí)施例5.(I)將原料脫脂后的牛骨沫經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 3;(2)向步驟⑴得到的骨泥漿中加入鹽酸，使骨泥漿的pH為3. 0，反應(yīng)I小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5. O ;(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 5;根據(jù)所要加入的胰蛋白酶，向骨泥漿中加入氫氧化鈣的水溶液調(diào)節(jié)骨泥漿的pH為6. O ;(4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿的溫度至60°C，加入為骨泥漿重量2%。的胰蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)I小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的胰蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的溫度為90°C進(jìn)行殺酶處理10分鐘；(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為70°C，保溫I小時(shí)；加入磷酸調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后,用濾布過(guò)濾,去除蛋白液中的固體殘?jiān)靡后w再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂；所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201 X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂；(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥或者噴霧干燥處理，得到水分含量低于6 %的低分子量膠原蛋白粉。所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為3000g/mol，灰分低于1. 5%。實(shí)施例6.(I)將原料脫脂后的牛骨的骨粒經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 3;(2)向步驟⑴得 到的骨泥衆(zhòng)中加入鹽酸，使骨泥衆(zhòng)的pH為4. O,反應(yīng)I小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5. 5 ;(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1:3;(4)加熱步驟(3)的骨泥漿的溫度至55°C，加入為骨泥漿重量2. 5%。的木瓜蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)I小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的木瓜蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的溫度為90°C進(jìn)行殺酶處理10分鐘；(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為70°C，保溫3小時(shí)；加入磷酸調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后,用濾布過(guò)濾,去除蛋白液中的固體殘?jiān)?，所得液體再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂；所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201 X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂；(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥或者噴霧干燥處理，得到水分含量低于6 %的低分子量膠原蛋白粉。所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為2000g/mol，灰分低于1. 5%。實(shí)施例7.(I)將原料脫脂后的牛骨的骨粒經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎并研磨成粒徑為O. 5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 3;(2)向步驟⑴得到的骨泥漿中加入鹽酸，使骨泥漿的pH為2. 5，反應(yīng)I小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5. O ;(3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 3;根據(jù)所要加入的木瓜蛋白酶，向骨泥漿中加入氫氧化鈣的水溶液調(diào)節(jié)骨泥漿的PH為6. O ;(4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿的溫度至60°C，加入為骨泥漿重量5%。的木瓜蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)O. 5小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料；(5)根據(jù)所加入的木瓜蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的溫度為90°C進(jìn)行殺酶處理10分鐘；(6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為70°C，保溫3小時(shí)；加入磷酸調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后,用濾布過(guò)濾,去除蛋白液中的固體殘?jiān)?，所得液體再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂去除可溶性無(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，得到低分子量膠原蛋白溶液；所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂；

所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201X7強(qiáng)堿性性陰離子交換樹脂；(7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥或者噴霧干燥處理，得到水分含量低于6 %的低分子量膠原蛋白粉。所得低分子量膠原蛋白為乳白色粉狀物，平均分子量為1000g/mol，灰分低于1. 5%。
權(quán)利要求
1.一種從牲畜骨中提取低分子量膠原蛋白的方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟 (1)將原料脫脂后的牲畜的骨骼粉碎并研磨成粒徑為O.5 1000 μ m的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，骨粉與水的重量比為1: 2 5; (2)向步驟⑴得到的骨泥漿中加入無(wú)機(jī)酸，使骨泥漿的pH為2.5 5之間，反應(yīng)O.5 5小時(shí)后，離心分離；所得固體骨料用水洗至pH為5以上； (3)將步驟(2)水洗后得到的固體骨料分散在水中得到骨泥漿，固體骨料與水的重量比為1: 2 5;根據(jù)所要加入的蛋白酶的種類調(diào)節(jié)骨泥漿的pH值，當(dāng)所需骨泥漿的pH值為酸性范圍時(shí)，向骨泥漿中加入無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸；當(dāng)所需骨泥漿的PH值為堿性范圍時(shí)，向骨泥漿中加入無(wú)機(jī)堿的水溶液；當(dāng)所需骨泥漿的PH為中性范圍時(shí)，則無(wú)需調(diào)節(jié)骨泥漿的pH ； (4)加熱步驟(3)得到的已經(jīng)調(diào)整好pH的骨泥漿，當(dāng)溫度達(dá)到所要加入的蛋白酶的酶解所需的溫度時(shí)，加入蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)，酶解反應(yīng)的時(shí)間為O. 5 5小時(shí)，得到反應(yīng)混合漿料； (5)根據(jù)所加入的蛋白酶的滅活性質(zhì)，加熱步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料至殺酶溫度進(jìn)行殺酶處理；或 根據(jù)所加入的蛋白酶的滅活性質(zhì)，調(diào)節(jié)步驟(4)得到的反應(yīng)混合漿料的pH至酶滅活所需的PH進(jìn)行殺酶處理；當(dāng)需調(diào)整至堿性時(shí)，向反應(yīng)混合漿料中加入無(wú)機(jī)堿的水溶液； (6)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使步驟(5)殺酶處理后得到的蛋白液的溫度為60 80°C，保溫O.5 3小時(shí)；加入無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)堿的水溶液調(diào)整蛋白液的pH為5. 5 6. 5,反應(yīng)完畢后，過(guò)濾，得到低分子量膠原蛋白溶液； (7)將步驟(6)得到的低分子量膠原蛋白溶液進(jìn)行干燥處理，得到低分子量膠原蛋白粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的低分子量膠原蛋白粉的平均分子量為 1000 5000g/mol。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的低分子量膠原蛋白粉的灰分低于 1.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的無(wú)機(jī)酸選自磷酸、鹽酸、硫酸中的一種； 所述的有機(jī)酸是冰醋酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的無(wú)機(jī)堿選自氫氧化鈉、氫氧化鈣或石灰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的過(guò)濾，是將蛋白液經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂柱和陰離子交換樹脂柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的過(guò)濾，是先用濾布、濾紙或棉餅分離出蛋白液中的固體殘?jiān)靡后w再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂柱和陰離子交換樹脂柱。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征是所述的陽(yáng)離子交換樹脂柱裝填樹脂的型號(hào)是001X7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂； 所述的陰離子交換樹脂柱裝填的樹脂型號(hào)是201X7強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(4)所述的加入蛋白酶進(jìn)行反應(yīng)，其蛋白酶的加入量為骨泥漿重量的O. 05 5%0。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其特征是所述的蛋白酶選自胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶中的一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于水解膠原蛋白領(lǐng)域，特別涉及從牲畜骨中提取低分子量膠原蛋白的方法。本發(fā)明是將原料脫脂后的牲畜的骨骼粉碎并研磨成粒徑為0.5～1000μm的骨粉；將骨粉分散在水中形成骨泥漿，采用系列后處理工藝去除酶解并進(jìn)行殺酶處理后得到的蛋白液中的固體殘?jiān)翱扇苄詿o(wú)機(jī)鹽雜質(zhì)，從而得到高純度的低分子量膠原蛋白。本發(fā)明可得到平均分子量為1000～5000g/mol的低分子量膠原蛋白產(chǎn)品，灰分低于1.5％，本發(fā)明得到的低分子量膠原蛋白可用于食品、藥品、化妝品和保健品中。
文檔編號(hào)C12P21/06GK103060406SQ201110317299
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者張兵, 郭燕川, 王穎, 史京京 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所